第九讲 窑炉用耐火材料.ppt

第九讲 窑炉用耐火材料 主要内容 第二章 耐火材料各论 硅质耐火材料 二氧化硅的相变 不同晶型之间的转变称为迟钝型转变，如：石英→鳞石英→方英石。是不可逆的。 同一晶型之间的转变称为快速型转变，如：α石英→β石英→γ石英。是可逆的。 二、硅砖的生产 以天然SiO2质岩石为原料，要求杂质组分（Al2O3、TiO2、碱金属氧化物）含量小于2%。 生产工艺与陶瓷相似。 三、硅砖的性质和使用 1．SiO293%，鳞石英：30%～70%，方英石：20%～80%，石英：3%～15%，玻璃相：4%～14%。 2．真密度小于2.38g/cm3,体积密度：1.80～1.95 g/cm3. 3．使用性质：耐火度 1690～1730℃，掺杂时 1620～1670℃，耐酸性高，抗热震性很差，850℃冷水两次。 硅酸铝质耐火材料 一、粘土质耐火材料 1．原料：耐火粘土（高岭土、铝土矿等） 2．生产：似陶瓷 3．性质及应用：耐火度 1580～1770℃，高温耐压强度 大于58.8Mpa(1000～1200℃), 荷重软化温度 1250～1400℃， 高温体积稳定 小于1%，抗热震性好 1100℃ 水冷50次以上，抗渣性好。 二、高铝质耐火材料 Al2O3大于48%。原料和生产与粘土质耐火材料相似。 性质：耐火度 1770～2000℃， 荷重软化温度 大于1400℃， 导热性好，抗热震性较差 850℃ 水冷30次以上，抗渣性好。 应用：为最广泛的一种，用于冶金、建材、陶瓷、电力锅炉等。其用作电炉顶寿命比硅砖高2～5 倍。 第三节 镁质耐火材料 一、氧化镁砖 1．种类 各种镁砖：Mg-Si、Mg-Ca、Mg-Al、Mg-Cr、Mg-C等。 2．组成 方镁石、镁方铁矿、镁尖晶石、镁硅酸盐（橄榄石、辉石）等。 3．原料 主要为菱镁矿。 4．生产 首先将菱镁矿煅烧（1000℃轻烧，1400℃以上重烧）制得氧化镁。将氧化镁粉碎后加入添加剂和结合剂，混合后成型、煅烧即制得镁砖。 5．性质 耐火度 大于1920℃，荷重软化温度 大于1500℃，抗热震性 1100℃冷水 大于25次，抗碱性好，最高使用温度大于1600℃。 6．应用 用于各种炉衬，特别是碱性环境。 二、白云石质耐火材料 以CaO和MgO为主要成分的耐火材料。 1．种类：含游离氧化钙的白云石质耐火材料和稳定型的白云石制品； 2．组成：游离氧化钙型（方镁石和石灰石），稳定型（C3S、MgO为主，少量C2S、C4AF） 3．生产：游离氧化钙型（天然白云石烧或不烧，粘结），稳定型（以天然白云石、石英、磷灰石为原料配合后共烧结而成，烧结温度小于1450℃）。 4．性质：游离氧化钙型（耐火度 1500～1700℃，稳定性差，极易吸水分解，成本低）；稳定型（常温耐压50～70Mpa，荷重软化温度 1500℃，抗渣好，抗热震性差）。 三、尖晶石质耐火材料 1．种类：Mg-Al、Mg-Cr 2．组成：镁铝尖晶石和镁铬尖晶石 3．生产：首先需要合成尖晶石，然后烧结或不烧。也可制备不定形耐火材料。 4．性质：强度高，抗蠕变性强，荷重软化温度1700～1750℃，抗渣性远大于镁砖，体积稳定。 5．应用：有色金属冶炼炉衬及其它各类炉衬。 第四节 碳质耐火材料 一、碳素耐火材料 即碳砖、碳块及无定形碳为主。 1．原料：灰分小于8%的各种煤和少量石墨。配料为高碳有机物（沥青、煤焦油等）。 2．生产：主料80%～85%，配料20%～15%，在温度50～70℃下混炼后成型，冷却后在还原气氛下焙烧。 3．原理：200～500℃ 结合剂逸出；450～800℃ 焦化；1000～1300℃烧结；缓慢降温。 1．性质：气孔率大（15～25%），强度 抗压30～6～0Mpa，抗渣性好，耐火度（还原气氛）3500℃升华，抗氧化能力差。 2．应用：炼铁高炉，铝电解槽内衬及阳极。 二、石墨耐火制品 1．石墨黏土制品（坩埚、蒸馏罐、盛钢桶砖等） 原料：石墨、耐火黏土、可塑性黏土及少量碳化硅。 制备工艺：与碳素耐火材料相似。烧成温度1000～1150℃。 性质：强度高，抗腐和抗渣性好，热膨胀低，导热性高。 应用：熔融金属耐火材料。 2．其它石墨制品 以可塑黏土作结合剂制得的石墨制品。也可加入碳化硅、氧化铝、氧化锆等制成复合制品。 第五节 含锆质耐火材料 一、纯锆英石耐火材料 1．原料：天然锆英石（ZrSiO4）矿砂，含量大于90%。在1500～1700℃（低于锆英石分